The Fermilab Main Injector: high intensity operation and beam loss control
从2005年到2012年，费米实验室主注入器提供了120 GeV的质子束，以产生中微子束和反质子。硬件改进与改进的诊断相结合，使系统能够在约400千瓦的光束功率下持续运行。传输是非常高的，除了在或接近8 GeV的注入能量的束损失，其中95%的束传输导致约1.5千瓦的束损失。通过最小化和局部化损失，剩余辐射水平下降，而光束功率增加了一倍。丢失的射束被引导至准直系统或射束中止。增加了临界孔径，同时改进的仪器允许最佳地使用可用的孔径。我们将总结实现高强度所需的改进，各种损失控制工具的影响以及主注入器中剩余辐射的现状和趋势。
2013-07-10 physics.acc-ph
Physical design of FEL injector based on performance-enhanced EC-ITC RF gun
为满足高性能太赫兹自由电子激光（自由电子激光）的要求，提出了一种紧凑型自由电子激光注入器方案。采用热阴极代替结构复杂、成本高的光电阴极进行电子发射。采用增强型EC-ITC（External Cathode Independently Tunable Cells）射频电子枪提取微束团，有效束团电荷提高到~ 200 pC，同时基本消除了背轰击效应。设计了恒梯度加速器结构，将能量提高到~ 14 MeV，采用聚焦系统抑制发射度，维持束团状态。对自由电子激光注入器关键部件的物理设计和束流动力学进行了分析。利用MATLAB和Parmela软件进行了多脉冲下的仿真。结果表明，该方法可以稳定地获得连续的高亮度电子束团，同时具有较低的能散和发射度。
2013-06-01 physics.acc-ph
Simulation study of a photo-injector for brightness improvement in Thomson scattering x-ray source via ballistic bunching
提高峰值亮度有利于汤姆逊散射X射线源的各种应用。为了提高散射X射线脉冲的峰值亮度，需要在电子束线中采用束流压缩的方法来实现散射电子束的短束流。本文研究了在典型的S波段正导光电注入器中，通过在射频电子枪后面增加一个短的射频直线加速器，利用弹道聚束压缩电子束，从而提高散射X射线脉冲峰值亮度的可能性。ASTRA数值优化表明，对于500 pC、10 ps半高宽的电子脉冲，峰值电流可以从~50 A增加到>300 A，而归一化的横向RMS发射度和RMS能量扩展几乎没有增加。相应地，汤姆逊散射X射线源的峰值亮度估计增加约3倍。
2013-04-20 physics.acc-ph
Design, optimization and experimental characterization of RF injectors for high brightness electron beams and plasma acceleration
在这篇文章中，我们分享我们的经验，有关新的光注入器调试在实验室测试设施。新的光注射器安装在现有的机器中，我们的目标不仅是改善最终光束参数本身，而且还改善日常操作中的机器处理。因此，除了纯光束表征，本文包含有关改进的信息，这些改进从机器维护的角度引入到新的光注入器设计中，以及我们通过使用新技术组装枪本身所获得的好处。
2022-12-12 physics.acc-ph physics.ins-det
Spin tracking of polarized protons in the Main Injector at Fermilab
费米实验室的主注入器（MI）目前产生能量为120 GeV的高强度质子束，用于各种物理实验。在MI中加速极化质子将为费米实验室丰富的自旋物理计划提供机会。为了实现极化质子束在费米实验室加速器复杂，详细的自旋跟踪模拟与现实参数的基础上现有的设施是必需的。本报告介绍了在MI使用一个单一的4-扭曲西伯利亚蛇，以确定相关的同步加速器的去极化自旋共振的研究。结果将首先提出一个完美的MI晶格，然后由一个晶格，包括真正的MI缺陷，如测得的磁场误差和四极错位。将讨论在主喷射器中保持极化的这些因素中的每一个的容差。
2017-12-27 physics.acc-ph
The design study for a 500 MeV proton synchrotron with CSNS linac as an injector
利用中国空间中子源（CSNS）直线加速器作为注入器，提出了一种500 MeV质子同步加速器，用于生物、材料和质子治疗等多学科应用。同步加速器将提供能量从80 MeV到500 MeV的质子束。设计了一个紧凑的格子结构，并研究了所有重要的束流动力学问题。80 MeV的H-束流被剥离后，采用多圈注入的方式注入同步加速器。为了在小束流损失的情况下连续提取质子，提出了消色差结构，并采用了射频敲除的慢提取方法。
2016-04-12 physics.acc-ph
Introduction of Modern Subsystems at the KEK Injector-linac
由于加速器控制系统存在了几年，因此通常会将新的子系统引入原始控制系统。自1993年以来，KEK电子/正电子注入器直线加速器的控制系统一直使用Unix工作站和VME计算机。在八年的运营中，我们通过引入a）Windows PC，b）带网络接口的PLC控制器和c）基于现代信息技术的Web服务器来扩展系统。虽然这种新的子系统对于改进控制功能是必不可少的，但它们经常导致与原始控制系统的通信问题。我们讨论了遇到的问题，并提出了我们的解决方案。
2001-12-13 physics.acc-ph
Dipole Mode Detuning in the NLC Injector Linacs
JLC/NLC的注入式直线加速器包括e+助推器、e-驱动直线加速器、e+助推器和两个预直线加速器。这四个系统一起将两种类型的束流从各自聚束器末端的80 MeV点传输到存储环，然后从存储环传输到聚束压缩器开始处的10 GeV点。名义上，e+助推器结构将是L波段，其他的是S波段。在通过这些直线加速器的传输中，重要的是发射度和粒子损耗保持在规定的公差内。特别是，偶极尾流场的影响，特别是长距离偶极尾流场，需要仔细考虑。我们目前的设计，采用简单的模式失谐，没有阻尼，并允许我们满足我们的公差要求，为标称（2.8 ns）和交替（1.4 ns）聚束间距选项的注入器直线加速器结构。
2000-08-19 physics.acc-ph
Proposal for a Damping-Ring-Free Electron Injector for Future Linear Colliders
目前设计的未来正负电子直线对撞机采用大而复杂的阻尼环来产生非对称束，以抑制束流辐射。在这里，我们提出了一个电子注入器的设计，能够提供平面电子束相空间分区可比的电子束参数产生的阻尼环下游的建议国际直线对撞机（ILC）的设计。我们的设计不采用阻尼环，而是基于跨平面相空间操纵技术。所提出的配置的性能，其抖动的敏感性，以及其对自旋极化的影响进行了研究。所提出的范例可以适用于其他线性对撞机的概念正在考虑，并提供了一个显着的成本和复杂性降低的路径。
2022-05-07 physics.acc-ph
Tuner control system of spoke012 SRF cavity for C-ADS injector I at IHEP
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of High Energy Physics, CAS（中国科学院高能物理研究所）
本文介绍了一种新型SRF腔调谐控制系统在IHEP C-ADS注入器I的cryomodule I上的应用，实现了电磁机械耦合共振下的调谐相位误差控制，展示了初步实验结果。
2016-06-02 cs.SY eess.SY hep-ex
Operational use of ionization profile monitors in the Fermilab Main Injector
电离剖面监测器（IPM）用于费米实验室主注入器（MI），通过测量注入时的逐圈sigmas来监测注入晶格匹配，并测量加速周期中束的横向发射度。IPM提供了一种周期性的、非破坏性的方法，在其他技术不适用的情况下执行逐匝发射度测量。随着费米实验室将注意力重新集中在强度前沿，非拦截诊断，如IPM，预计将变得更加重要。本文概述了费米实验室使用IPM进行发射度测量和注入晶格匹配测量的情况，并总结了未来的计划。
2012-09-06 physics.acc-ph
Improving Surrogate Model Accuracy for the LCLS-II Injector Frontend Using Convolutional Neural Networks and Transfer Learning
加速器系统的机器学习模型（“替代模型”）能够提供加速器物理现象的快速、准确的预测。然而，迄今为止的方法通常不包括测量的输入诊断，例如初始光束分布，这对于准确地表示通过系统的光束演化是至关重要的。此外，这些投入往往随着时间的推移而变化，需要能够说明这些变化情况的模型。在某些情况下，需要模拟来提供足够的训练数据。这些通常表示构造之前的设计机器;但是，由于随时间的变化或未建模的静态差异，已安装组件的行为可能会有很大的不同。因此，代理模型，可以成功地利用模拟和测量数据是必要的。我们介绍了一种基于卷积神经网络的方法，该方法使用驱动激光分布和标量设置作为Linac相干光源II注入器前端的输入。该模型能够预测标量光束参数和横向光束分布下游，考虑到随时间变化的非均匀性的影响，在初始横向激光分布。我们还介绍和评估的迁移学习过程，以适应代理模型从模拟域的测量域，占两者之间的差异。将这种方法应用到我们的测试用例中，可以在7.6%的平均绝对误差百分比内预测测试样本输出的模型。这是对仅在模拟上训练的模型的实质性改进，当应用于测量数据时，其误差为112.7%。虽然我们专注于LCLS-II注入器前端，但这些用于改进基于ML的注入器系统在线建模的方法可以很容易地适应其他加速器设施。
2021-04-02 physics.acc-ph
Multiphysics Analysis of Cryogenically Cooled Photocathode in a CW SRF Injector cavity
本文针对DESY连续波超导射频注入腔中的低温冷却铜光电阴极，建立双温度与单温度耦合电磁多物理场模型，分析激光热效应，并提出改进阴极插塞配置以实现2 W激光功率下稳定运行。
2025-08-27 physics.acc-ph physics.app-ph
PIP-II Injector Test Warm Front End: Commissioning Update
费米实验室质子改进计划II注入器试验的热前端（WFE）已被建造到其全长。它包括一个15 mA直流，30 keV的H-离子源，一个2米长的低能量束传输（LEBT）与开关偶极磁铁，2.1 MeV的连续波放电，其次是中能束传输（MEBT）与各种诊断和转储。本报告介绍了调试情况，重点是MEBT中的束流测量。特别地，具有注入升压器所需的参数（5 mA，20 Hz下的0.55ms宏脉冲）的射束被传输通过WFE。
2018-06-14 physics.acc-ph
Progress on an Electron Beam Profile Monitor at the Fermilab Main Injector
针对费米实验室MI中超过2 MW质子束的非侵入式横向剖面测量需求，论文介绍电子探针束偏转监测装置的现状及采用不同技术的最新研究。
2023-10-02 physics.acc-ph
Building a Start-to-End Model of the CESR Injector Linac
Cornell Laboratory for Accelerator-Based Sciences and Education（康奈尔加速器基础科学与教育实验室）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
该研究构建了CESR注入器直线加速器的端到端模型，采用WarpX、Geant4、Impact-T等开源工具模拟各环节，实现了正电子加速至250MeV，可通过Xopt优化配置。
2026-08-06 physics.acc-ph
Conceptional Design of Heavy Ion Linac Injector for HIRFL-CSRm
提出了一种室温重离子直线加速器作为兰州重离子加速器主冷却储存环的注入器，以提高兰州重离子加速器的性能。该直线加速器注入器可为CSRm提供最大质荷比为7的重离子，注入动能为7.272MeV/u，脉冲束流强度为3emA，占空比为3%。与现有的扇形聚焦回旋加速器（SFC）相比，直线加速器的束流可提高10-100倍。108.48MHz四棒加速器作为直线加速器的预加速器，将4keV/u的离子束加速到300 keV/u，在长3.07m的叶片上，传输效率达到95.3%。在误差容限分析中考虑了相位超前的影响，并通过调整结构参数来避免参数谐振。KONUS IH-DTLs跟随着离子束，将离子束加速到7.272MeV/u，注入HIRFL-CSRm。前两个腔的谐振频率为108.48MHz，后5个腔的谐振频率为216.96MHz。在17.066m长的DTL段中，最大加速梯度可达4.95MV/m，脉冲射频总功率为2.8MW。详细介绍了一种确定谐振频率、叶片电压和DTL有效加速电压的新策略。本文将介绍直线加速器的束流动力学设计。
2013-11-13 physics.acc-ph
Synchronous High-frequency Distributed Readout For Edge Processing At The Fermilab Main Injector And Recycler
主注入器（MI）是使用20世纪80年代为费米实验室主环开发的数据采集系统进行调试的。2006年，新的基于VME的仪器投入使用，用于束流损失监测器（BLM）[2]，这提供了对机器的更系统的研究，并改进了常规操作的显示。然而，当前的项目需要更多的数据，并以更快的速度从这个老化的硬件。一个这样的项目，分布式系统的实时边缘人工智能（READS），需要从大约两英里的加速器综合体中高频，低延迟地收集同步的BLM读数。已经做了大量的工作来开发新的硬件来监控VME背板并通过以太网广播BLM测量，同时不中断BLM系统的现有操作关键功能。本文将详细介绍这种并行数据通路的设计、实现和测试。
2022-08-31 physics.acc-ph
The upgraded data acquisition system for beam loss monitoring at the Fermilab Tevatron and Main Injector
一个基于VME的数据采集系统的束流损失监测器已经开发出来，并在Tevatron和主注入加速器在费米实验室复杂的使用。当Tevatron在对撞机模式下运行时，对增强射束损失保护的需求是新设计的主要驱动力。在实施本系统之前，束流损失监测系统在对撞机操作期间被禁用，并且Tevatron磁体的保护依赖于失超保护系统。新的束流损失监测系统允许在对撞机的全部操作条件下设置适当的中止逻辑和阈值。该系统还在射束中止事件之前记录射束损失数据的历史以用于中止后分析。2006年秋季安装了主喷射器系统，2007年夏季安装了Tevatron系统。这两个系统都在2008年夏天全面运行。在本文中，我们报告的整体系统设计，提供了一个描述其正常运行，并显示了一些例子，其使用的主注入器和Tevatron。
2011-11-30 physics.acc-ph physics.ins-det
Multi- Physics analysis of the RFQ for the Injector Scheme II of CADS Driver Linac
为中国加速器驱动器系统（CADS）的注入器方案II设计了一种162.5MHz、2.1MeV的射频四极结构。根据需要，该换能器将以连续波（CW）模式工作。对于连续波常导电机，由于温度波动会引起谐振腔变形，导致谐振频率偏移，因此热管理将是最重要的问题之一。因此，需要对腔体进行详细的多物理场分析，以确保腔体能够稳定地工作在所需的功率水平上。多物理场分析过程包括射频电磁场分析、热分析、力学分析，这一过程将反复进行几个循环，直到找到满意的解。作为广泛接受的措施之一，冷却水系统用于频率微调，因此还研究了冷却水系统在不同条件下的调谐能力。结果表明，采用冷却水系统后，系统的温升和频移都可以控制在可接受的范围内。
2013-12-02 physics.acc-ph
Study on transient beam loading compensation for China ADS proton linac injector II
在2014年10月至12月在中国科学院近代物理研究所进行的加速器驱动次临界（ADS）系统注入器原型II的束流调试测试期间，观察到了显著的瞬态束流加载效应。在这些测试中，实验进行了CW操作的腔与脉冲束电流，该系统被配置为利用一个原型数字低电平射频（LLRF）控制器。该系统最初是在脉冲模式下使用简单的PID反馈控制算法操作的，该算法在脉冲10 mA射束操作期间不能保持期望的梯度调节。采用PI反馈和前馈控制相结合的方法，实现了一种简单的束流瞬态负载补偿方法，以显著减小腔梯度中的束流瞬态效应。采用该控制算法后，超导腔场的变化率小于1.7%。本文介绍了该系统的设计和实验结果。
2016-01-25 physics.acc-ph
Experimental validation of collective effects modeling at injector section of x-ray free-electron laser
我们考虑集体束流动力学在欧洲XFEL注入器部分。的纵向相空间（LPS）的电子束的测量结果进行了比较，从数值模拟得到的。本文提出了一种新的分析LPS测量中自场效应的方法。它允许准确地确定加速模块中的同步RF相位，并适当地减去LPS中印记的RF曲率。与模拟的进一步结合使得有可能分离来自不同来源的集体效应，从而单独量化这些效应对束流动力学的影响。这包括在RF枪中的空间电荷主导的束流动力学，以及由枪后的尾流场主导的集体效应，直到注入器部分的末端。本文还提出了一种新的分析模型，用于计算有限长射频腔链的短程尾流函数，并通过数值分析和实验结果进行了验证。它示出的物理模型中使用的束动力学的模拟枪后允许减少绝对误差的相关能量啁啾的建模相比，当集体效应枪后被忽略的情况下，由数量级。
2020-12-28 physics.acc-ph physics.comp-ph
High-Brightness Beams from a Light Source Injector: The Advanced Photon Source Low-Energy Undulator Test Line Linac
利用现有的直线加速器，特别是光源注入器，进行自由电子激光（FEL）实验变得越来越普遍，这是因为人们希望在更短的波长下测试自由电子激光。高增益自由电子激光器所要求的高亮度、高电流束流，使大多数现有的直线加速器在设计上无法满足其技术要求。此外，需要专门的诊断，特别是拍摄到拍摄的数据采集，需要大量的修改和升级传统的直线加速器。为了产生和表征高亮度光束，对先进光子源（APS）注入器直线加速器进行了改进。具体地说，努力已被定向在产生光束中使用的低能量波荡器测试线（LEUTL）自由电子激光在支持第四代光源的研究。本文介绍了530 nm自由电子激光器自放大自发发射（SASE）运行的直线加速器技术和诊断能力的改进。最近的结果，包括技术系统的改进和电子束测量技术的细节，将进行讨论。直线加速器能够将束流加速到650 MeV以上。使用的标称自由电子激光束参数如下：217 MeV能量; 0.1-0.2%均方根能量扩展; 4-8 μ m归一化均方根发射度; 80-120 A峰值电流，来自0.2-0.7 nC电荷，2-7 ps FWHM聚束。
2000-08-12 physics.acc-ph physics.ins-det
Status of the warm front end of PIP-II injector test
费米实验室的质子改进计划II（PIP-II）是对注入复合体进行升级的计划。其核心是设计和建造一个连续波兼容的脉冲H-SRF直线加速器。为了验证这种机器前端的概念，一个被称为PIP-II喷射器测试（PIP 2 IT）的测试加速器正在建设中。它包括10 mA DC、30 keV H离子源、2 m长的低能束传输（LEBT）、2.1 MeV CW束，随后是中能束传输（MEBT），其馈送2个低温模块中的第一个，将束能量增加到约25 MeV，以及高能束传输部分（HBT），其将束带到转储。离子源、LEBT、MEBT和MEBT的初始版本已经建造、安装和调试。本报告介绍了暖前端的总体状态。
2018-03-23 physics.acc-ph
Updating the CSNS injector linac to 250 MeV with superconducting double-spoke cavities
为了将中国空间中子源（CSNS）二期的束流功率从100 kW提高到250 kW，将现有的80 MeV直线加速器注入器与RCS之间的80 m长束流传输线更换为另一种加速结构是重要措施之一。在本文中，我们提出了一种基于324 MHz双辐超导腔的方案。与超导椭圆腔和正常导电CCL结构不同，双辐腔属于TE模结构，其横向尺寸比TH模小。它可以作为DTL部分工作在基频，从而大大降低了射频系统的成本和复杂度，并且由于其较低的电荷密度和较大的纵向接受能力，束流动力学特性也得到了显著改善。此外，由于每个单元的带电粒子与电磁场之间的相互作用长度相对较长，因此与双频TH结构相比，它需要的单元数量相对较少，并且具有更大的速度接受能力。超导段由14个低温模块组成，每个模块包括3个超导腔和一个偶极子。讨论了腔和束流动力学设计的一般考虑，并给出了主要结果。
2014-05-02 physics.acc-ph
Beam Tests of Beampipe Coatings for Electron Cloud Mitigation in Fermilab Main Injector
电子云束流不稳定性是几乎所有高能粒子加速器的一个重要考虑因素，并可能对即将到来的高强度加速器升级构成巨大挑战。专门的测试表明，束管涂层大大降低了粒子加速器中电子云的密度。在这项工作中，我们评估的性能氮化钛，无定形碳，类金刚石碳束管涂层的缓解电子云在费米实验室主注入器。总的来说，我们的测试代表了2700安培小时的质子操作，跨越五年。三个电子云探测器，减速场分析仪，安装在一个直线部分，并允许在涂层和未涂层的不锈钢束管的电子通量之间的直接比较。我们表征的电子通量作为一个函数的强度高达50万亿质子每周期的最大值。每个束管材料的条件响应于来自电子云的电子轰击，并且我们跟踪这些材料中作为时间和吸收的电子的数量的函数的变化。意外真空泄漏的污染揭示了无定形碳束管涂层的潜在脆弱性。我们测量了入射到不锈钢、氮化钛和非晶碳束管上的电子能谱。我们发现，电子云信号是高度敏感的杂散磁场和聚束长度超过主注入器斜坡周期。我们进行了一个完整的调查的杂散磁场在测试站和比较电子云信号，在一个领域的自由区域。
2015-07-27 physics.acc-ph
The Low Energy Beam Transport System of the New GSI High Current Injector
UNILAC的高电流性能进行了改进，取代了Wideroe prestripper加速器由一个ESTO和IH型DTL。此外，两个离子源终端之一配备了MUCIS和MEVVA型的高电流源。因此，从离子源到阴极入口的LEBT的重新设计是必要的。新的LEBT于1999年初安装。调试主要采用高强度氩束进行。获得的17emA Ar+比设计强度高出6emA。新的LEBT的预期性能实现了：高电流束的全传输，沿束线的亮度保存，同位素分离的所有元素，横向相空间匹配的超导直线加速器，和宏脉冲整形。特别是，高度的空间电荷补偿被证实。
2000-08-16 physics.acc-ph
Beam Operation for Particle Physics and Photon Science with Pulse-to-Pulse Modulation at KEK injector LINAC
本研究介绍了KEK注入器直线加速器采用50Hz脉冲间调制与基于事件的控制系统，为SuperKEKB对撞机及两台光子科学光源提供多特性束流的运行方案，梳理了该方案15年来的改进、系统耦合下的修改难点及跨领域需求协调经验。
2023-12-05 physics.acc-ph
Measurement of the transfer function for a spoke cavity of C-ADS Injector I
中国加速器驱动次临界系统（C-ADS）中安装的轮辐腔具有高品质因数（Q）和非常小的带宽，这使得它们对外部或自诱导的机械扰动非常敏感。传递函数用于表征腔本征频率对扰动的响应。本文介绍了一种测量轮辐谐振腔传递函数的方法。测量得到的Lorentz传递函数表明，在C-ADS谐振腔中，洛伦兹力激发出206 Hz和311 Hz的机械本征模;测量得到的压电快调谐器传递函数表明，在0 ~ 500 Hz范围内，C-ADS谐振腔中存在12个机械本征模。在此基础上，采取了一些有效措施，减弱了氦气压力波动的影响，避免了机械共振，提高了射频系统的可靠性。
2016-12-25 physics.acc-ph
Interplay of space charge and intrabeam scattering in the LHC ion injector chain
European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））；University of Crete（克里特大学）；Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学加利西亚高能物理研究所）
本文研究CERN离子注入器中空间电荷与束内散射的相互作用，提出改进的随机IBS踢模型并集成于PyORBIT，通过模拟与测量对比验证了其有效性。
2026-09-10 physics.acc-ph
An electron injector for the Electron-Ion Collider based on proton-driven plasma wakefield acceleration
Max Planck Institute for Physics（马克斯·普朗克物理研究所）；Heinrich-Heine-Universität（杜塞尔多夫大学）；Instituto Superior Tecnico（里斯本高等理工学院）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）；UCL（伦敦大学学院）；DESY（德国电子同步辐射研究）
本文提出利用质子驱动等离子体wake场加速技术为电子离子对撞机设计电子束注入方案，采用RHIC现有蓝环提供质子束，利用现有EIC极化电子源，估算出平均极化度约70%和1e34 cm$^{-2}$s$^{-1}$的亮度。
2026-09-29 hep-ex physics.acc-ph physics.plasm-ph
Accelerator Upgrades Required for Beam Operation at Fermilab in the PIP-II/DUNE Era
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文讨论了为接受和加速来自PIP-II的束流而需对费米实验室现有加速器复合体进行的升级，包括 Booster、Recycler Ring 和 Main Injector。
2026-05-08 physics.acc-ph
Sources of Emittance in RF Photocathode Injectors: Intrinsic emittance, space charge forces due to non-uniformities, RF and solenoid effects
电子束技术的进步是创造当前一代x射线自由电子激光和超快电子显微镜的核心。这些曾经奇特的设备已成为基础研究和应用科学的重要工具。对于这两种仪器来说，一个重要的射束技术是电子源，对于许多这些仪器来说，电子源是光阴极枪。光阴极电子枪的发明以及在空间电荷和射频力存在下的发射度补偿和束匹配的概念使得这些高质量的束成为可能。实现更明亮的光束需要在光电发射和光束的初始加速期间对阴极附近的电子动力学进行更精细的分辨率观察。此外，高亮度光束对由枪场和磁透镜的光学像差引起的退化更敏感。本文讨论了这些主题，包括由于光电发射物理，空间电荷效应靠近阴极的光束特性，以及由RF和螺线管场引入的光学畸变。这些现象的解析关系推导和数值模拟相比。
2016-11-26 physics.acc-ph
Accelerator Control System at KEKB and the Linac
KEKB完成了所有的技术里程碑，并为基本粒子的味道结构，特别是CP破坏提供了重要的见解。KEKB和注入器直线加速器的加速器控制系统由操作层的脚本语言和设备层的EPICS相结合启动。在项目期间，许多功能被实现，以实现机器的极端性能。尤其是在线联动对加速器仿真起到了至关重要的作用。为了进一步提高可靠性和灵活性，在项目后期还引入了两个主要概念，即无处不在的通道访问和双层控制。基于改进的控制系统，实现了虚拟加速器的概念，使单注入器直线加速器作为三个独立的注入器KEKB HER，LER和光子工厂分别。这些控制技术是未来粒子加速器不可缺少的。
2012-12-29 physics.acc-ph
Beam Emittance Measurement for PLS-II Linac
PLS-II为3 GeV直线加速器配备了100 MeV的预注入器。利用250 ps的触发脉冲发生器，电子枪产生200 pC的电子电荷，聚束持续时间为500 ps。在预注入器处，识别束流质量的最重要的束流参数之一是电子束团的横向发射度。因此，我们在100 MeV下测量了束流发射度和扭曲函数，以便使束流光学与束流传输线匹配并通过它到达储存环。为了获得横向发射度测量，在预注入器处使用众所周知的技术，四极扫描。发射度在水平方向为0.591 mm-mrad，垂直方向为0.774 mm-mrad。
2016-06-15 physics.acc-ph physics.ins-det physics.plasm-ph
Effect of solenoid lens field on electron beam emittance
针对XFEL注入器低能区电子束发射度易受非线性场影响的问题，推导螺线管透镜像差导致的发射度增长近似解，明确磁场导数与束流半径的影响规律，并给出SACLA注入器透镜的设计参考。
2024-07-12 physics.acc-ph
Combining Particle Tracking with Electromagnetic Radiation Showers: Merging GPT and Geant4 with Visualization
场发射电子会严重影响高场、高占空比电子加速器的工作。加速场致发射可导致高平均功率射束，其可辐射损坏射束线组件。此外，局部损耗产生热热点，其释气降低了光注入器和低温模块中所需的超高高真空。然而，尽管它们的重要性，场发射的影响很少包括在电子注入器的设计和工程。这项工作试图通过结合两个众所周知的和有据可查的程序，GPT和Geant 4，来跟踪电子和它们在注入器束线中的损失，来补救这种情况。本文介绍了一个模拟电子沿束线的路径和损失的程序系统。此外，跟踪结果可以使用开源3D CAD程序沿着束管包络和围绕束管包络缩放和平移。结合程序GPT-Geant 4的散射计算结果与文献结果吻合良好。本文最后与暗电流模拟的LCLS-II注入器从阴极到准直器在1.5 m从阴极。
2022-12-15 physics.acc-ph
Partial Discharges detection in 1 MV power supplies in MITICA experiment, the ITER Heating Neutral Beam Injector prototype
本文针对MITICA实验中1 MV高压电源在调试期间发生的击穿问题，升级了局部放电检测诊断系统，通过仪器直流适用性鉴定、灵敏度评估及逐步加压寻找电晕现象，成功识别了高压装置中的潜在绝缘薄弱点。
2023-04-05 physics.acc-ph physics.plasm-ph
